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现代工业生产系统的发展趋势是将计算、通信和控制以不同的级别整合在一起来完成信息处理与系统操作的过程。这种分布式的控制系统统称为网络化控制系统(NCSs：Networked Contr01 Systems)，系统的传感器、执行器和控制器都是通过网络进行相互通信的。通信结构的改变，即从传统的点对点的通信方式发展到使用公共网络进行数据的传输，给系统带来了不同形式的时间延 迟不确定性。这些时间延迟不但来自信号采集与编码计算需要的时间和接收数据进行处理的时间，还包括利用网络传输数据的时间。时间延迟的出现对控制系统来讲是不利的，它会降低系统的性能甚至会使系统变得不稳定。为了保证网络化控制系统的稳定和性能指标，应当分析网络通信带来的时间延迟的特征，分析时间延迟对控制性能的影响，以及研究进一步提高网络和控制性能的理论和方法。 本文分析了典型的控制用网络的结构和相关协议，给出了设计网络化控制系统时需要考虑网络和控制参数，并具体讨论了两种网络化控制系统的模型：连续模型和离散模型，同时给出了相应模型的稳定性分析；本文还简要讨论了有数据包丢失情况下的网络化控制系统的特征和稳定性分析。为了说明网络化控制系统与普通的反馈控制系统的区别和联系，本文讨论了一个实验例子：基于Internet的三容控制系统，以此来验证网络化控制系统的理论和仿真结果。 为了说明网络通信带来的时间延迟，文章首先具体讨论了三种典型的控制用网络及其相关协议：以太网以及协议，令牌环网及其协议，CAN总线及其协议，并给出了网络的性能参数，然后简要说明了Internet网络及其TCP/IP协议族，这是基于Internet的三容控制系统实验的基础。对于每个控制用网络协议，文章都具体分析了它的参数和各项性能指标，包括网络的利用率，期望时间延迟的大小，以及时间延迟的特征，文章同样给出了这几种网络的参数比较。通过这些网络参数的比较，使我们对控制用网络有了初步的了解，并可作为一个主要的依据，可以为我们在具 71<WP=76>体应用的时候选择哪一个网络作为控制用网络作指导。对于网络化控制系统，文章分析了网络传输导致的时间延迟和数据处理带来的时间延迟这两种时间延迟的特征。 提高网络化控制系统性能指标的一个方法就是建立一个完全包含时间延迟的网络化控制系统模型，包括控制对象和控制器，这样就会克服时间延迟不确定性对网络化控制系统稳定性分析的影响，从而得到期望的控制性能。本文建立了网络化控制系统的模型并进行了相应的分析。在网络化控制系统的连续模型和离散模型中，本文分析了网络延迟对系统的影响。网络化控制系统的建模假设和控制器的设计过程都是基于先前提到的对带有时间延迟系统研究结果基础之上的。整个闭环网络化控制系统的模型建立都是在不考虑加入网络的前提下设计的，包括系统的稳定性和标准控制器的设计。本文建立了网络化控制系统的LIT模型，并相应的设计了控制器如PI控制器和LQR调节器，并给出了网络化控制系统的软件仿真。为了说明网络化控制系统的特征，本文给出了一个网络化控制系统的实验例子：基于Internet的三容控制系统，以此来说明网络化控制系统同普通的控制系统的区别和联系。 在网络化控制系统中，时序安排策略和网络协议的设计是非常重要的。对于网络化控制系统来讲，为了保证系统的稳定性和期望的性能指标，实时的通信和确保传输的成功率是非常重要的。系统性能的评估必须建立在控制应用和网络结构两者之上的。为了提高有效应用网络带宽的能力，必须研究网络的协议。 使用网络化控制系统的好处有很多，如它为重新建构控制系统的结构提供了高度灵活性，是系统可以进行快速的重构，并且可以很方便的与其它控制系统分享信息。但是网络化控制系统结构的改变同样会带来网络延迟的改变，因此，控制器的设计必须具有鲁棒性，对系统结构的变化应该有一定的适应能力。 72<WP=77>这种改变也可以看作一个自适应控制问题，控制器可以对系统参数的改变进行在线调节，模型的建立和控制器的设计同样要考虑到时间延迟。对网络化控制系统完全的分析和设计需要进一步研究，解决的方法应当能将不同类型的系统模型整合到一起，例如连续的变量和离散的事件，以及信息的特征。该方法的目的就是保证整个系统的稳定性和期望的性能指标，包括网络和控制系统两者。需要进一步研究的工作还应该包括网络化控制系统软件的设计，该软件应该包含必要的网络协议资料和控制设备资料，同样还应该包括友好的操作界面，系统开发人员可以通过该操作界面，根据网络和控制系统的性能指标，方便快捷的设计出期望的网络化控制系统。该软件能够模拟在有网络延迟条件下网络化控制系统的控制性能，可以作为实际的网络化控制系统的设计和参考工具。